[SHURF]

Добрый день всем!
Всё прочитал по этой теме, но так конкретного ответа на вопрос не нашёл. Настал такой момент, что в конструкции нужно учесть величину податливости шарнирного соединения. Я считаю в Лире (но это не суть), размерность углового шарнира т*м. Есть предложение: чтобы получить эту величину можно взять угловое перемещение узла после статического расчёта (оно в рад.), вычислить радиус поворота сечения (половина высоты сечения) и найти величину длины дуги, на которую происходит поворот сечения. Затем умножить поперечное усилие (если есть и продольное то равнодействующую) на величину длины дуги и получаем податливость шарнира в т*м. Или это всё в бред. Кто как поступает в таких случаях, ответьте пожалуйста.
Заранее благодарен.

[taras]

Скорее всего не надо.
А какая конструкция у тебя

[SHURF]

узел соединения ребра и кольца в куполе... Но это всё таки не главное. Хочется понять как в той или иной конструкции получить величину податливости.

[Rotfeder]

Добрый день!
На всякий случай маленькое терминологическое уточнение. То, что вы хотите посчитать называется жесткость. Потому что податливость, не может измеряться в тоннах на метр. А податливость - это величина, обратная жесткости.

А по существу вопроса, я не уверен, что точно понимаю, что вы хотите Но попробую ответить.
Как я понимаю, у вас есть подробная КЭ-модель конструкции. По каким-то причинам, вы хотите сделать более грубую модель - выбросить один или несколько конечных элементов, заменив их шарниром. Тогда нужно взять узлы, ограничивающие выбрасываемый кусок модели. Будем считать для простоты, что этих узлов два. Чтобы получить жесткость, нужно момент, который действует в узле (одном из этих двух) поделить на разность углов поворотов в этих двух узлах.
Если же вы вдруг хотите просто поставить шарнир в узел, то ничего не выйдет - у вас в рамках вашей модели просто нет никаких данных для расчета жесткости шарнира.

[SHURF]

to Rotfeder

Да нет ничего не хочу отбрасывать, чтоб получить более грубое чем есть на самом деле. В поле углового шарнира 0 означает чистый шарнир, а достаточно большое число - жёсткое сопряжение, а вот определённая жёсткость (как Вы говорите) для конкретного соединения какая она? т.е. как выразить её численно? (к примеру соединение балок друг с другом через стенку на болтах с последующей обваркой? тут ведь чистым шарниром не пахнет, да и жёстким соединение не назовёшь)

[Rotfeder]

To SHURF
Вы абсолютно правы. Но только, получить значение жесткости соединения можно или измерением, или расчетом. Судя по первому вашему посту - вы хотели использовать кэ-расчет, и я описал, как эту жесткость из результов кэ-расчета извлечь. Второй способ - это измерение - измерить самому проблематично, но, возможно, что-то есть в литературе. Но тут к сожалению я пас.

[taras]

Упростите задачу
Я так понимаю вы хотите получить что-то похожее на "рыбку"

[SHURF]

to Rotfeder
ДА меня интересует первый способ - определённый принцип, который применим к расчёту МКЭ в любом расчётном комплексе. Судя по всему Вы написали получение численного значения линейного шарнира, а как быть с угловым?

to taras
ничего не хочется упрощать. В литературе куча информации на предмет характера соединения элементов. Пишут о том, что ... да, типа соединение обладает определённой жёсткостью, в некоторых программах даже самых простеньких можно учесть жёсткость соединения (оставлены поля для введения числового значения), но вот как эту жёсткость определить ни примеров, ни методик, ни справок никто не даёт.

Хочется просто услышать мнение людей на конкретный вопрос: "как численно учесть жёсткость шарнирного соединения при расчёте в програмном комплексе?"

[Александр Бауск]

У меня, пожалуй, несколько отвлеченное мнение. Можно отдельно смоделировать нужный узел и исследовать его поведение на весьма подробной сеточной КЭ модели.

Тут имхо возникает другая проблема, если вам важно получить наиболее реальную модель работы узла. При, скажем, определенного вида болтовом соединении на обычных болтах узел очевидным образом работает как нелинейный шарнир, пардон май френч.
При ручном расчете без учета деформаций такие узлы принимаются шарнирными, поскольку на начальной стадии деформации болты осаживаются и узел деформируется сравнительно податливо. Далее включается в работу болтовое соединение, и жесткость узла меняется в зависимости от приложенного к нему усилия.

[SHURF]

Спасибо большое за ответы, но я всё равно остался не удовлетворённым. Кто-то в Лире , Скаде, Старке или др. программе сталкивался с этим вопросом и как-то решал, плиииз откликнитесь. Ну угостите Shurfa порцией умных советов. :P

[Rotfeder]

Сообщение от SHURF to Rotfeder ДА меня интересует первый способ - определённый принцип, который применим к расчёту МКЭ в любом расчётном комплексе. Судя по всему Вы написали получение численного значения линейного шарнира, а как быть с угловым?

Написал-то я как раз про шарнир на поворот. Принцип одинаков - усилие (в данном случае момент) делите на разность соотвествующих перемещений (для углового шарнира - на разность углов поворота).

Александр Бауск совершенно верно пишет, что можно подробно смоделировать узел соединения конечными элементами в отдельном проекте и нагрузить его каким-то моментом. Сложность в самом процессе моделирования - нужно четко представлять, как работает соединение, да еще, возможно, учесть нелинейность (первоначальный зазор и т.п.).

Насколько я понимаю, обычно поступают проще - ставят либо чистый шарнир, либо жесткое соединение, исходя из того как работает конструкция

[SHURF]

Сообщение от Rotfeder Чтобы получить жесткость, нужно момент, который действует в узле (одном из этих двух) поделить на разность углов поворотов в этих двух узлах.

Так вот именно что момент как раз зависит от того, какой этот узел чистый шарнир (тут М=0), жёсткое защемление или что-то среднее, условие работы узла обязательно будет влиять на величину М. И получается чтобы получить жёсткость узла нам надо знать момент, а чтобы получить момент - жёсткость?

И ещё как быть с размерностью, в Лире угловой шарнир имеет размерность т*м. Если брать Ваш принцип деления единицы получаются не те?

[Rotfeder]

Сообщение от SHURF Так вот именно что момент как раз зависит от того, какой этот узел чистый шарнир (тут М=0), жёсткое защемление или что-то среднее, условие работы узла обязательно будет влиять на величину М. И получается чтобы получить жёсткость узла нам надо знать момент, а чтобы получить момент - жёсткость?

Не обязательно. Если замоделировать ферму жестко соединенными стержнями, то вы получите моменты в стержнях, но будут они очень маленькими, так что ими можно пренебречь.
Опять же в реальности в узлах фермы стоят не настоящие шарниры (на подшипниках), а какие-то соединения, имеющие жесткость, которой пренебрегают при расчете, исходя из особенностей конструкции.

Сообщение от SHURF И ещё как быть с размерностью, в Лире угловой шарнир имеет размерность т*м. Если брать Ваш принцип деления единицы получаются не те?

Размерность жесткости для углового шарнира т*м/радиан. Про радиан никогда не пишут - считается что величина углов безразмерная.То есть получем момент [т*м] делим на безразмерный угол.

Мне кажется, что вам нужно попытаться задать конкретный вопрос про конкретное соединение. Наверняка, кто-нибудь вам расскажет больше меня

[breeze]

Связь конечной жёсткости в ЛИРЕ можно задавать, если не ошибаюсь, КЭ 56. И выполнить нелинейный расчёт. Нужно подобрать жёсткость конечного элемента таким образом, чтобы при определённом усилии он переставал воспринимать дополнительную нагрузку и её воспринимали бы другие элементы. Сделать это придётся пошагово. КЭ 56 будет воспринимать нагрузку до какого то момента ( шага ), а потом будет воспринимать только заданное усилие, а дополнительные нет.

[SHURF]

Сообщение от Rotfeder Не обязательно. Если замоделировать ферму жестко соединенными стержнями, то вы получите моменты в стержнях, но будут они очень маленькими, так что ими можно пренебречь.

При внеузловой нагрузке этого избежать не удасться :wink:

Сообщение от Rotfeder Мне кажется, что вам нужно попытаться задать конкретный вопрос про конкретное соединение. Наверняка, кто-нибудь вам расскажет больше меня

Напротив я Вам очень благодарен, в Ваших ответах есть конкретный намёк к действию. [sm158]

[SHURF]

Сообщение от breeze Связь конечной жёсткости в ЛИРЕ можно задавать, если не ошибаюсь, КЭ 56. И выполнить нелинейный расчёт. Нужно подобрать жёсткость конечного элемента таким образом, чтобы при определённом усилии он переставал воспринимать дополнительную нагрузку и её воспринимали бы другие элементы. Сделать это придётся пошагово. КЭ 56 будет воспринимать нагрузку до какого то момента ( шага ), а потом будет воспринимать только заданное усилие, а дополнительные нет.

то есть малой кровью не обойтись?

[SHURF]

Сообщение от Rotfeder Написал-то я как раз про шарнир на поворот. Принцип одинаков - усилие (в данном случае момент)...

Как быть если в стержне действует только продольное усилие, к примеру элемент, который служит для уменьшения расчётной длины стержня?

[Александр Бауск]

Дам пару ссылок по теме.

"Рекомендации по расчету ЖБ каркасов с учетом податливости узлов", буквально сейчас кто-то выложил.
http://dwg.ru/dnl/2377

Статья про податливые соединения (англ.)
http://femci.gsfc.nasa.gov/semirigid/

Пара интересных, на первый взгляд, исследований по ручету податливых узлов. Во второй ссылке -- сравнение с Еврокодом.
http://www.civag.unimelb.edu.au/ejse...004/200401.pdf

http://www.cv.titech.ac.jp/~jsps/wor...emthamkorn.pdf

И, наконец, дискуссия про податливый узел на Eng-tips. Краткое резюме -- забить болт. В переносном смысле =).

http://www.eng-tips.com/viewthread.c...11933&page=348

[Rotfeder]

Сообщение от SHURF Как быть если в стержне действует только продольное усилие, к примеру элемент, который служит для уменьшения расчётной длины стержня?

А вращается он при этом свободно? Не совсем понял. Может лучше будем иллюстрировать картинками?
Лиры у меня нет. Сделайте рисуночек (jpg к примеру).

Примечание. Написал, а потом увидел сообщение Александра.
Спасибо ему - там есть все, что нужно с картинками и т.п.

[SHURF]

Так ведь там на английском, ну кое-что разобрать можно но наверняка кучу интересного пропустишь.
Александр, спасибо огромное за ссылки. У Вас англ. на таком высоком уровне? Если да, то я Ваш поклонник.

to Rotfeder
К примеру верхний сжатый пояс фермы может изгибаться как в плоскости так и из плоскости. Так вот из плоскости элементом раскрепления служит прогон, который определяет расчётную длину пояса из плоскости. Если условно представить что вертикальной нагрузки на прогоне нет (она приложена к примеру к нижнему поясу фермы), то в прогоне возникнет условная продольная сила. Кажется так. Ну или какой нибудь др. пример. Если надо то придумаю

[Александр Бауск]

Сообщение от SHURF Так ведь там на английском, ну кое-что разобрать можно но наверняка кучу интересного пропустишь.

Попробуйте в автоматический переводчик засунуть. Да и вообще я статьи эти больше ради картинок поссылил.

В последней ссылке пара ключевых фраз:
I examined all of them (публикации по податливым соединениям...) but i could not find a way to apply them in my designs (...увы, оказались бесполезными).

I think you should give up serious modelling because those analysis are used in developement of standard details or special details. (Прямой совет не маяться тем, что мы с Rotfeder'ом насоветовали, если речь не об уникальном сооружении...)
apply a lot of judgement. And have faith in welding (...и уверенное указание довериться сварке :-) ).

У Вас англ. на таком высоком уровне?

Да, проклятые рудники...

[Мирт]

В методичке по МКЕ вот что пишется об этом кофициенте:
Кофициент жосткости (Н/м) определяет силу ,которая вызывает единичное перемещение конструкции в направлении этой силы.

[Rotfeder]

Сообщение от SHURF to Rotfeder К примеру верхний сжатый пояс фермы может изгибаться как в плоскости так и из плоскости. Так вот из плоскости элементом раскрепления служит прогон, который определяет расчётную длину пояса из плоскости. Если условно представить что вертикальной нагрузки на прогоне нет (она приложена к примеру к нижнему поясу фермы), то в прогоне возникнет условная продольная сила. Кажется так. Ну или какой нибудь др. пример. Если надо то придумаю

Честно говоря, не понял примера - где здесь элемент, который нужно заменить шарниром.
Лучше все-таки жесткость сочленения определять не по МКЭ, а из иных соображений - данных эксперимента, ручных расчетов. Все-таки если, учесть в МКЭ шарнир со сложной зависимостью сила-перемещение (или момент-угол поворота) достаточно легко, то смоделировать подробно такое соединение для того, чтобы определить эту самую зависимость - это уже сложно и все равно надо подробно представлять себе механику работы такого соединения.

[SHURF]

Ссылка на рекомендации, выложенная Александром, просто великолепна. Там много всего и надо поковырятся как следует, чтоб разобраться.
Rotfeder, А. Бауск спасибо огромное. Грызть камень науки стало легче. [sm149]

[ander]

SHURF, любая жесткость (податливость связи) определяется одинаково - усилие делится на перемещение, в данном случае момент делится на угол поворота (в радианах), и ни на какую уж там разностьт углов.

[Krygolam]

ander:

любая жесткость (податливость связи) определяется одинаково...

И чево мы указаным вами методом определим - нужную в даный момент жесткость связи ? Так ведь SHURF прав

Так вот именно что момент как раз зависит от того, какой этот узел чистый шарнир (тут М=0), жёсткое защемление или что-то среднее, условие работы узла обязательно будет влиять на величину М. И получается чтобы получить жёсткость узла нам надо знать момент, а чтобы получить момент - жёсткость?

На до выходить со сдвиговой жесткости деталей присоединения. А впрочем незначительная жесткость узла влияет только на продольное усилие N в исследуемом стержне.
И наконец :лучше совмесно определить задачю и решать ее - чем разбрасысаться подобными фразами (ни к кому конкретно - обобщение).

[ander]

Krygolam, пока только и не ясно, что же SHURF хочет смоделировать. В отдельной задаче рассчитать узел с использованием в т.ч. односторонних связей или (скорее всего, в его случае) элементов трения не так сложно, вопрос в том, что учитывать, а что нет. Но этот вопрос возникает при формировании любой расчетной схемы. Это кого-то когда-то пугало? Так что за узел то, SHURF?

[Rotfeder]

Сообщение от ander SHURF, любая жесткость (податливость связи) определяется одинаково - усилие делится на перемещение, в данном случае момент делится на угол поворота (в радианах), и ни на какую уж там разностьт углов.

Вы совершенно правы, насчет определения жесткости, только следует учесть контекст разговора.
В общем случае, кэ-программы выводят в узле вовсе не значение поворота в шарнире (иначе во всех узлах, где шарнира нет, вместо углов поворота выводились бы нули). Попробуйте, задайте простую схемку с шарниром конечной жесткости - и все станет понятно.

[ander]

Rotfeder, наверное, я и вправду не улавливаю суть разговора, и тем больше мне не понятна связь между поворотом узла и жесткостью (податливостью) заданной в стержне. Полгаю надо говорить либо об одноузловых КЭ и сравнивать их с узлами, либо о 2-х узловых и узлы не примешивать. В общем, если у кого-то есть желание объяснить мне суть вопроса, дайте пример. Может, я тупею.. так о чем речь в теме? А то все на пальцах, да еще и про неизвестную конструкцию, где уж тут разобраться.. Нет, мне серьезно интересно разобраться, одно время определение податливости меня сильно волновало.
Я как-то раз считал каркас металлический, фундаменты податливые (столбчатые), но только по вертикали, по моментам считал жесткое защемление. Так вот, переасчет делал не помню сколько раз, пока подобрал равновесную схему - подобрал адекватные значения жесткостей. Понятное дело, что процесс итерационный - задал, проверил, откорректировал, проверил... Задача решаема, требует времени.

[Плохой Студент]

Сообщение от SHURF Хочется просто услышать мнение людей на конкретный вопрос: "как численно учесть жёсткость шарнирного соединения при расчёте в програмном комплексе?"

Да да именно этот вопрос меня так же очень интересует...
Скажем открываем серию 2.440-1 выпуск 1 смотрим КМ 20 (к примеру)видим соединение на семи болтах - вопрос к знатокам - где здесь угловой шарнир??? То есть я так понимаю, что называя данный узел шарнирным, инженер проектирующий данное соединение допускает в нем поворот, а так же исключает возникновение момента на опоре.
Так тогда докажите (хоть кто ни будь)что при данном соединении не будет момента на опоре. Если бы был бы один болт - то да идеальный угловой шарнир, а тут нет....момент будет на опоре!!! (Это собственно обращение не к кому то лично, а так сказать крик души которая пытается найти истину в данном вопросе).
Вот если хоть кто ни будь сможет объяснить как посчитать в данном узле момент, вот тогда мы и поймем как определять жесткость соединения...
Если есть хоть какая ни будь методика - поделитесь.
Если говорить о расчете жесткости узла, учитывая данные статического расчета в лире, то я не совсем с этим согласен. Все таки момент который мы делим на разность перемещений, является полученным в следствии введения либо идеального углового шарнира либо просто жесткого сопряжения.
У меня такая теория:
1) Статический расчет
2) Анализ полученных результатов
3) Расчет узлов, согласно п.2. Получение жесткости соединений.
4) Повторный расчет с учетом п.3.
5) Анализ результата, сравнение п.2 с п.5..
То есть жесткость соединения мы должны получить только тогда когда определимся с видом соединения (кол-во болтов, диаметр овальных отверстий и.т.д)
Как то так...не кидайте камнями в меня, но я считаю для себя очень важным понять суть данного расчета.